【題目】地中海貧血癥是一種高發(fā)的基因遺傳病,患者除了需要輸血緩解癥狀之外,常見治療手段是進行異體骨髓移植。日前科學家正在研究利用生物工程技術將患者的體細胞轉化為多能干細胞,以獲得用于自體移植的細胞,具體操作過程如下圖。
(1)異體骨髓移植治療的局限性主要是發(fā)生________反應。上圖所用生物工程技術沒有該局限性,其變異原理是________。
(2)分析生物工程操作過程并回答:
Ⅰ:基因表達載體含有目的基因、啟動子、終止子等。其中啟動子是________的部位。慢病毒表達載體所含的病毒經(jīng)________形成cDNA片段,該片段幫助外源基因整合到宿主細胞染色體DNA上,使外源基因穩(wěn)定表達。
Ⅱ:由圖可知,將________導入包裝細胞,一段時間后可以獲得能夠轉化患者多能干細胞的慢病毒顆粒。
Ⅲ:為了便于篩選出成功轉化的多能干細胞,其中的________載體含有易檢測的標記基因。
(3)理論上在獲得成功轉化的多能干細胞后,需要誘導其定向分化為________,然后植入患者骨髓。該方法雖然操作復雜,但效果較為可靠,稱為________治療。
【答案】免疫排斥 基因重組 RNA聚合酶識別和結合 逆轉錄 表達載體和包裝載體 表達 造血干細胞 體外基因
【解析】
基因工程技術的基本步驟:
(1)目的基因的獲。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術擴增和人工合成。
(2)基因表達載體的構建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
(3)將目的基因導入受體細胞:根據(jù)受體細胞不同,導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。
(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因—DNA分子雜交技術;②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA—分子雜交技術;③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
(1)地中海貧血癥患者常見的治療手段是進行異體骨髓移植,它的局限性主要是移入的骨髓易被機體識別為抗原而發(fā)生發(fā)生免疫排斥。上圖所用生物工程技術主要為基因工程,其變異原理是基因重組。
(2)Ⅰ:啟動子位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位。慢病毒表達載體所含的病毒經(jīng)逆轉錄形成cDNA片段,該片段幫助外源基因整合到宿主細胞染色體DNA上,使外源基因穩(wěn)定表達。
Ⅱ:由圖可知,要將包裝載體和表達載體一起導入包裝細胞,一段時間后可以獲得能夠轉化患者多能干細胞的慢病毒顆粒。
Ⅲ:為了便于篩選出成功轉化的多能干細胞,其中表達載體含有易檢測的標記基因。
(3)由于干細胞在體外培養(yǎng)時一般只分裂不分化,因此在獲得成功轉化的多能干細胞后,需要誘導其定向分化為造血干細胞,然后植入患者骨髓。該方法是在體外改造基因并轉移到體內的治療方式,稱為體外基因治療。
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【題目】下圖為糖類概念圖,下列說法不正確的是
A. 若某種單糖A為果糖,則物質①是蔗糖
B. 若③是動物細胞中的儲能物質,則③是糖原
C. 若構成物質②的堿基有胸腺嘧啶,則某種單糖A為核糖
D. 若④是腺嘌呤核糖核苷酸,則它可作為ATP的組成部分
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【題目】馬拉松是典型的耐力型運動項目,有氧供能是馬拉松運動供能的主要方式。改善運動肌利用氧是馬拉松項目首要解決的問題之一。下圖是兩個運動員在不同運動強度下進行測試,測得血液中乳酸含量與攝氧量之間的變化關系。
回答下列問題:
(1)在測試中,運動員的運動肌細胞產生ATP的場所有___________。
(2)測試結果表明,血液中乳酸含量與攝氧量呈正相關。攝氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是:運動強度增加,攝氧量增加,但___________。據(jù)圖分析,運動員___________更適合從事馬拉松運動。
(3)等量的脂肪含有的能量比糖類多。在運動過程中,運動員可通過飲用運動飲料補充水、無機鹽和能量。為減少馬拉松運動員在運動過程中產生乳酸,一般宜選用___________(填單糖”或“脂肪”)作為補充能量的物質,理由是______________________。
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【題目】泡菜(乳酸發(fā)酵過的蔬菜)是許多亞洲國家的傳統(tǒng)食品,在發(fā)酵液中通常發(fā)現(xiàn)的微生物包括乳酸菌、酵母和絲狀真菌。如圖表示這3種不同微生物群中活細胞數(shù)和卷心菜乳酸發(fā)酵過程中pH值的變化。發(fā)酵液中的溶解氧隨時間下降,在第22天被完全耗盡。下列說法錯誤的是( )
A.pH值從第1天到第3天的下降主要由乳酸菌產生的乳酸引起
B.酵母細胞從第10天到第22天的生長與發(fā)酵液中的氧氣有關
C.酵母細胞在第26天后開始產生酒精
D.一些絲狀真菌在低pH值下表現(xiàn)出較高的耐受性
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【題目】人的某些細胞膜上的CFTR蛋白與Na+和Cl-的跨膜運輸有關。當CFTR蛋白結構異常時,會導致患者支氣管中黏液增多,肺部感染,引發(fā)囊性纖維病。下圖為一個人體細胞內外不同離子的相對濃度示意圖,則下列說法正確的是( )
A.囊性纖維病說明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程
B.由圖可知,Na+排出細胞與K+進入細胞都屬于主動運輸
C.如果大量Cl-進入神經(jīng)細胞,將有利于神經(jīng)元動作電位的形成
D.CFTR蛋白與兩種離子的跨膜運輸有關,說明載體蛋白不具特異性
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【題目】閱讀下面的材料,完成(1)~(4)題。
大腸桿菌能夠從“肉食者”變?yōu)椤八厥痴摺眴幔?/span>
在《細胞》雜志上,以色列科學家發(fā)表了一篇文章,講述利用合成生物學方法制造“吃”CO2的大腸桿菌,從而改變了大腸桿菌的代謝類型。
要從根本上改變大腸桿菌的代謝類型,需要許多相關基因的改變,是個很復雜和漫長的過程?茖W家先引入一條固定CO2的途徑讓大腸桿菌“吃掉”CO2,并從中獲得能量。該途徑主要是讓CO2和一種一碳化合物(甲酸鹽)進行反應來生產有機物,具體途徑見下圖。
但是大腸桿菌并不喜歡這條通路,研究人員又利用自然選擇的力量來促進大腸桿菌接受這條新的代謝途徑。200多天后,大腸桿菌接受了新的生活方式。350天后,選擇下來的大腸桿菌完全接受了暫新的命運。通過測序結果發(fā)現(xiàn),這些細菌體內發(fā)生了至少11個新的基因突變,讓他們能夠適應自養(yǎng)的生活方式。
此研究的目標是為了加大對CO2的固定,有望解決食物和能源的可持續(xù)生產問題。這一改造使得大腸桿菌的碳源從有機碳源變?yōu)?/span>CO2,是目標達成的重要一步。遺憾的是,目前的結果不很盡人意,采取新生活方式的大腸桿菌產生的CO2要比消耗的更多?礃酉胍么竽c桿菌為人類服務是一件任重道遠的事情。
(1)大腸桿菌是一種單細胞________生物,它進行有氧呼吸的場所是________,它的代謝類型是________。
(2)寫出改造后的大腸桿菌與藍藻在同化作用上的不同。________
(3)推測研究人員篩選以最終獲取“吃”CO2大腸桿菌的思路。________
(4)上述實驗結果是否能夠解決溫室效應問題?請闡述原因。________
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【題目】多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠使細胞壁破損。成熟的番茄果實中,PG合成顯著增加,能使果實變紅變軟,但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達,可延長果實保質期.科學家將PG基因反向接到Ti質粒上,導入番茄細胞中,得到轉基因番茄,具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問題:
(1)若已獲取PG的mRNA,可通過____________獲取PG基因。
(2)用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后,可用含有__________________的培養(yǎng)基進行篩選,理由是__________________________________________.之后,還需將其置于質量分數(shù)為0.3g/ml的蔗糖溶液中,觀察細胞___________現(xiàn)象來鑒別細胞壁是否再生。
(3)由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA,且能與______________________互補結合,因此可抑制PG基因的正常表達.若_____________________________,則可確定轉基因番茄培育成功。
(4)將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株,需要用________技術;其中,愈傷組織經(jīng)_____________________形成完整植株,此過程除營養(yǎng)物質外還必須向培養(yǎng)基中添加________________________________________。
(5)某地開展以轉基因番茄種植為核心的生態(tài)農業(yè)建設,利用其秸稈發(fā)酵制酒,酒糟喂牛,牛糞和一些番茄的葉片等做沼氣池的原料,沼氣用于燃燒,沼渣肥田提高番茄產量,該生態(tài)系統(tǒng)主要利用的生態(tài)農業(yè)原理有_____________________
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【題目】下圖為某基因型為AaBb的雄性動物一個進行減數(shù)分裂的細胞。在不考慮變異的情況下,下列敘述正確的是
A. 該細胞含有4套完整的遺傳信息,即4個染色體組
B. 該動物體內細胞的染色體組數(shù)可能是1、2、4
C. 該細胞為初級精母細胞,基因型為AaBb
D. 若用適量秋水仙素處理該細胞,染色體的著絲粒將無法分裂
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【題目】綠蘿是一種陰生植物,生命力頑強,因其葉子四季常綠而深受人們喜愛。某興趣小組將其栽培在密閉玻璃溫室中開展實驗探究。下圖甲表示在一定條件下測得的該植 物光照強度與光合速率的關系;圖乙表示該植物的細胞代謝狀況;圖丙表示用紅外線測量儀測得室內的CO2濃度與時間關系的曲線。請據(jù)圖回答問題:
(1)圖甲中a點時,葉肉細胞中產生ATP的場所有__________。迅速增大光照強度,短期內葉肉細胞中C3化合物的含量的變化趨勢為_______________(填“增加”“減少”或“不變”)。
(2)圖乙所示的該植物細胞代謝情況,可用圖甲中a~d四點中的____________表示,也可用圖丙e~j六個點中的_______表示。
(3)圖甲中,若全天的呼吸強度不變,當維持光照強度為6 Klx時,該植物一天中至少需要________小時以上的光照,才能正常生長。
(4)若將圖甲曲線改繪為小麥(陽生植物)光照強度與光合速率的關系的曲線,c點的位置應______ (填“左移”“右移”或“不變”),原因是_____。
(5)由圖丙可推知,密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是_____點,j點與e點相比植物體內有機物含量將__________________(填“增加”“減少”或“不變”)。
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